Mystiskt dammmoln i olika våglängder. Bildkredit: CfA. Klicka för att förstora.
I en övning som visar kraften i en undersökning med flera våglängder med olika anläggningar har astronomer vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dechiffrat den verkliga naturen hos ett mystiskt objekt som gömmer sig i ett mörkt kosmiskt moln. De fann att molnet, som en gång trodde att vara utan prestanda, innehåller en babystjärna, eller eventuellt en misslyckad stjärna känd som en "brun dvärg", som fortfarande bildas i dess dammiga kokong.
Observationer indikerar att mysteriumobjektet har en massa som är cirka 25 gånger Jupiter, som skulle placera den kvadratiskt i bruna dvärgarnas rike. Emellertid kan dess massa så småningom bli stor nog för att beteckna den som en liten stjärna. Objektet är också svalt och svagt och lyser med mindre än 1/20 solens ljusstyrka.
"Det här objektet är stjärnbildningsfamiljen," säger CfA-astronomen Tyler Bourke.
Att fastställa objektets sanna natur krävde de unika kapaciteterna i Submillimeter Array (SMA) på Hawaii. "SMA upptäckte vad inget enskilt teleskop kunde se," sade Bourke.
Med hjälp av SMA upptäckte forskare ett svagt utflöde av material som förutses av stjärnbildningsteorier. Det utflödet - 10 gånger mindre i massan än någonsin sett tidigare - bekräftade både objekten med låg massa och dess förening med det omgivande mörka molnet. "Känsligheten och upplösningen för Submillimeter Array med dess flera antenner var avgörande för att upptäcka utflödet," sade Bourke.
Det förbryllande föremålet upptäcktes med hjälp av en Smithsonian-utvecklad infraröd kamera ombord på NASA: s Spitzer Space Telescope. Spitzer studerade det dammiga kosmiska molnet L1014 som en del av programmet Cores to Disks Legacy. En kärna är det tätaste området i ett moln, tillräckligt massivt för att göra en stjärna som solen.
L1014, som ligger ungefär 600 ljusår bort i konstellationen Cygnus the Swan, klassificerades ursprungligen som en "stjärnlös kärna" eftersom den inte visade några bevis för stjärnbildning. Astronomer blev förvånade när Spitzer-bilder avslöjade en svag infraröd ljuskälla som tycktes ligga i kärnan.
Ytterligare data behövdes för att bekräfta att det svaga objektet var direkt associerat med den mörka kärnan, snarare än att vara en chans superposition av ett mer avlägset, mer vardagligt bakgrundsobjekt.
Nära infraröda observationer från MMT-observatoriet i Arizona avslöjade en spridd ljusnebula som omger det svaga centrala föremålet i L1014. "Ljus från objektet studsar omgivande damm och mot oss", sa CfA-astronomen Tracy Huard, som tog MMT-bilderna. "Reflektionsnebulositet är som ett fingeravtryck för ett inbäddat objekt."
Den uppenbara storleken på nebulositeten indikerade att ljuskällan troligen var belägen inom L1014 och inte i ett mer avlägset moln. MMT-data gav också utredare orienteringen i rymden eller lutningen av objektet inom L1014. Astronomer vände sig sedan till SMA för slutlig bekräftelse.
”Spitzer-observationerna gav oss antydningar till objektets natur inuti L1014. MMT stärkte sambandet mellan den infraröda källan och den stjärnlösa kärnan. Submillimeter Array klädde fallet och avslöjade objektets sanna identitet, ”sade Bourke.
Genom att studera svaga, unga föremål som de som fortfarande bildas inom L1014, hoppas astronomer att lära sig mer om de tidiga stadierna i stjärnbildningen.
"Den mest svårfångade delen av stjärnbildningen är födelsemomentet", säger CfA-astronomen Phil Myers. ”För att kunna svara på hur det händer behöver du exempel på mycket unga system. Detta system är bara cirka 10 000 till 100 000 år gammalt - ett barn så långt som stjärnor eller bruna dvärgar går. ”
De kombinerade kapaciteterna hos Spitzer, SMA och MMT var avgörande för att hitta och undersöka detta objekt. Dessa anläggningar kommer utan tvekan att vara användbara för att studera liknande mycket dimma, mycket unga föremål - föremål så unga att de fortfarande växer. "De är så unga och svaga att vi inte kan säga hur mycket massa de kommer att samla in," tillade Myers. "Det finns inget prenataltest för dessa objekt. Vi är inte säkra på vad vi kommer till slut! ”
Ett papper av Tyler L. Bourke et al. som täcker SMA-observationer kommer att publiceras i ett kommande nummer av The Astrophysical Journal Letters och är tillgängligt online på http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509865.
Ett andra papper av Tracy L. Huard et al. som täcker MMT-observationer kommer att publiceras i The Astrophysical Journal och är tillgänglig online på http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509302.
Huvudkontoret ligger i Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) är ett gemensamt samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. CfA-forskare, organiserade i sex forskningsavdelningar, studerar universums ursprung, evolution och slutliga öde.
Originalkälla: CfA News Release
